Autor Thema: FAQ - LEDs und der passende Widerstand  (Gelesen 6301 mal)

Offline Master Luke

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FAQ - LEDs und der passende Widerstand
« am: 07. August 2006, 21:27:38 »
Es wird immer wieder gefragt:
"Ich will meine neuen LEDs an 12V anschliessen, weis aber nicht, welchen Widerstand ich benutzen soll".

Kommen wir ersteinmal zu Grundlegendem:

Spannung liegt an, Strom fliest: soll heissen, dass man Strom (I in Ampére) wie Wasser in einem Fluss betrachten kann.
Spannung (U in Volt) ist einfach da, zwischen ihr liegen die Bauteile, aber der Strom muss durch diese hindurchfliessen, gibt es Abzweige, so teilt sich auch der Strom - ähnlich wie eine Flussgabelung...

Das sollte als grobe Grundlage reichen, sodass man ersteinmal den Sinn von Srom und Spannung versteht.
Als 3. Komponente der ohm'schen Gleichung kommt der Widerstand ins Spiel: R (in Ohm)

U=R*I oder I=U/R oder R=U/I


Was wir jetzt brauchen, sind die Grössen, womit die LED betrieben werden kann (soll).
Z.B. eine einfache rote LED mit 1.7V und 20mA.
(viele LEDs benötigen 20mA, manche auch mehr...)

Jetzt haben wir 2 Teile der ohm'schen Gleichung: I=20mA und U=1.7V

Wenn wir diese LED nun an 5V anschliessen wollen, so mĂĽssen wir die Differenz(!)
der Spannung zwischen Spannungsquelle und LED berechnen, der Strom ändert sich nicht.

d.h. 5V - 1.7V = 3.3V

Von DIESEN 5V mĂĽssen 3,3V an dem Widerstand abfallen, sodass wirklich nur 1,7V an der LED anliegen.

Jetzt die ohm'sche Gleichung: R = U/I -> R = 3.3V/0.02A = 165Ohm

Also muss in diesem Fall, ein 165Ohm-Widerstand her! Falls es diesen nicht gibt, so nehmt den Nächstgrösseren.

btw: Widerstände werden in Normreihen hergestellt. z.b. E6
Je höher die Normreihe desto feiner die Unterteilung.
Den obenen genannten Widerstand 165 Ohm findet man z.b in der E96 er Reihe.

Das ganze funktioniert analog mit 7V oder 12V ... als Spannungsquelle. Einfach nur die Differenz der Spannung zwischen LED und Quelle ausrechnen und in die ohm'sche Gleichung einsetzen.

Wie schalten wir die LEDs?! In Reihe oder parallel?!
Dazu sei gesagt, dass wir einen grösserdimensionierten Widerstand bei der Parallelschaltung evtl. nehmen müssen was die Leistung angeht!

Wann parallel oder in Reihe?! LEDs in Reihe sind "kosteneffektiver" - es wird weniger Energie im Widerstand umgesetzt und man benötigt kleinere, leistungsdimensionierte Widerstände.
ABER LEDs leuchten nicht alle gleich hell! Es gibt serienspezifische Streuungen! Dies kann man umgehen, indem man die LEDs parallel schaltet. Wenn man natürlich keinen so grossen Wert auf die Gleichmässigkeit der Leuchtkraft legt, so ist man bei Reihenschaltungen besser beraten.

Jetzt nehmen wir 2 LEDs in Reihe, also hintereinander. Der Strom verzweigt sich nicht (siehe Erklärung oben), bleibt also gleich. Aber wir brauchen jetzt mehr Spannung! Nämlich 2* 1.7V! Also sind es dann 3.4V die die LEDs benötigen! Differenz zur Spannungsquelle ausrechnen, ohm'sche Gleichung, fertig!

Jetzt nehmen wir 2 LEDs parallel, also nebeneinander. Der Strom verzweigt sich hier (siehe Erklärung oben)!
Da jede LED 20mA benötigt und der Strom sich aufteilt, so ist der Gesamtstrom der LEDs 40mA! Die Spannung bleibt aber gleich! (nur eine grösse ändert sich - das hängt mit den Proportionalitäten in der ohm'schen Gleichung zusammen) Die Rechnung ist die Gleiche: nur eben 40 statt 20mA nehmen!

Zu der Verlustleistung (P in Watt) der Widerstände:
P = I * U

Bei LEDs in Reihe reichen die gängigen 1/4Watt Widerstände. Bei Parallelschaltungen kann es von Nöten sein, dass man 1Watt oder 2Watt und mehr nehmen muss.
Dies sollte man vorher anhand der Formel P = U * I nachrechnen, sonst könnte sich der Widerstand in Rauch auflösen, da der Strom zu gross geworden ist, der durch den Widerstand fliest.


Ein interessanter Link zum Thema:
http://www.sander-electronic.de/ws0003.html

Hier noch ein Programm, mit dem man die Widerstände berechnen kann:
http://software.bertels.org/de/widerstandsrechner
« Letzte Änderung: 11. August 2006, 09:36:42 von Master Luke »

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Re: FAQ - LEDs und der passende Widerstand
« Antwort #1 am: 07. Januar 2010, 21:01:26 »
habe gerade eben ein schönes Berechnungstool gefunden.

http://www.videocafe.onpw.de/index.php?/led-vorwiderstandsrechner.html